多個光反射板式抑制前後景光的光電探測裝置的製作方法
2023-05-29 15:17:01 1
專利名稱：多個光反射板式抑制前後景光的光電探測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光電探測裝置，特別是一種採用多個反射板來抑制前後景光 的光電探測裝置。
背景技術：
在工業自動化傳感領域中，最常用的傳感器有電感接近傳感器、電容接近傳感器、 電磁接近傳感器和光電傳感器。光電傳感器中的反射板型光電傳感器是由光電傳感器的光 發射系統發射出一光束，經過一反射板將該發射光束反射，再由該光電傳感器的光接收系 統接收這經過反射板反射的接受光束。如果有物體位於光電傳感器和反射板之間，並且遮 擋住發射光束或接收光束之一，或同時遮擋住發射光束和接收光束，該傳感器的光接收系 統就接收不到光信號，從而探測出有物體存在。這種反射板型光電傳感器被大量地應用於 工業自動化生產線的物料檢測等場合。但目前通用的反射板型光電傳感器沒有考慮對前後景光的抑制的問題，這些通用 的反射板型光電傳感器將從光電傳感器到光反射板之間的整個區域視為工作區域，在這個 區域內出現的遮擋住光路的物體都判定為被測物體。這樣就需要在使用現有的通用型反射 板型光電傳感器場合，整個從光電傳感器到光反射板之間的區域不能有別的物體出現，從 而遮擋住光路。因此需要佔用較大的空間，並且禁止非被測物在工作區域出現。
實用新型內容為解決上述前後景的抑制問題，本實用新型所採用技術方案的關鍵點在於巧妙地 利用統一發射光束，經過不同位置放置的多個光反射板，從而形成多束不同光軸的接收光 束，每個光束在光接收器件上的位置有所不同。通過使用位置敏感光電接收器件來甄別來 自不同光反射板的光束，一旦來自某個光發射板的接收光束被物體遮擋，即能探測到位置， 從而實現對前後景的抑制。具體地說，本實用新型利用在一個光學系統中，不同位置的光軸在像平面上成像 在不同的位置上的原理而設計的一種光電探測裝置。本光電探測裝置能探測在預先設定的 工作區域中出現的物體，而剔除工作區域以外的被檢測到的障礙物體。本技術方案的裝置包括光發射系統、光接收系統、電源系統、光源驅動系統、光電 轉換系統、電信號放大系統、信號分析處理系統和電信號輸出系統，所述光發射系統包括光 源和光發射透鏡，所述光接收系統包括光接收透鏡，其特徵是所述光發射透鏡的照射範圍 內包括多個反射板，所述光接收系統包括位置敏感光電接收器件。本裝置使用能檢測接收 光點位置的光電接收器件，不同的光反射板在光電接收器上成像在不同的位置。這樣本光 電探測裝置能夠對這些放置在特定位置的多個光反射板的位置進行預先標定。當本裝置在 探測被測物體時，由於被測物體會遮擋住一個或幾個特定的光反射板，通過分析比較探測 出被測物體的所處的區域，換言之，探測出被測物體是否出現在特定的監測區域。在此特定 的區域之前或之後出現的物體將被識別出來，並加以剔除，從而達到抑制前後景光的作用。使用本發明的光電探測裝置還有工作區域小、設置靈活的特點。本實用新型有以下四種工作狀態狀態1 在工作區域沒有被測物體出現。如圖2所示，此時光源4發出光的經過發 射光學透鏡透鏡系統5發射出本光電探測裝置，該發射光束被位於前方不同距離處的3個 光反射板即光反射板1、光反射板2和反射板3反射回本光電探測裝置，通過接收光學透鏡 系統7將這3束來自不同反射板的反射光束會聚在位置敏感光電接收器件6的光接收表面 上。該位置敏感光電接收器件將這些光信號轉換成電信號，並經過後續的電放大和信號處 理分析系統記錄下這3個光電的位置，每個接收光電對應於一個特定位置的光反射板的位 置。由於這3個光反射板位於本光電探測裝置的前方不同的距離。因此將本光電探測裝置 的前方空間分割為3個區域如圖2所示的前景區域、工作區域和後景區域。狀態2 工作區域有被測物體時的情形。圖3為本光電探測裝置探測到工作區域 有被測物體時的情形。當有物體位於工作區域P2位置時，位置敏感光電接收器件6上面的 A2光點被物體遮住，Al和A3光點存在。這樣系統判斷出在工作區域有被測物體出現。狀態3 後景區域出現障礙物體。圖4為本光電探測裝置探測到後景區域障礙物 體時的情形。當有物體位於後景區域Pl位置時，位置敏感光電接收器件6上面的Al光點 被物體遮住，A2和A3光點存在。這樣系統判斷出在後景區域有障礙物體出現，作為後景 加幹擾以剔除。狀態4 前景區域出現障礙物體。圖5為本光電探測裝置探測到前景區域障礙物 體時的情形。當有物體位於後景區域P3位置時，位置敏感光電接收器件6上面的A3光點 被物體遮住，Al和A2光點存在。這樣系統判斷出在前景區域有障礙物體出現，作為前景 幹擾加以剔除。
圖1為本光電探測裝置中各功能塊的原理框圖。整個裝置由光發射系統、光接收 系統、發射接收同步系統和電源系統組成。圖2為本光電探測裝置的工作原理示意圖。光反射板1、光反射板2、光反射板3、 光源4、光發射透鏡5、位置敏感光電接收器件6、光接收透鏡7、電氣系統8、本實用新型專利 光電探測裝置9。其中，Al為光反射板1在位置敏感光電接收器件6上的成像光點，A2為 光反射板2在位置敏感光電接收器件6上的成像光點，A3為光反射板3在位置敏感光電接 收器件6上的成像光點。圖3為本光電探測裝置探測到工作區域有被測物體示意圖。圖4為本光電探測裝置探測到後景區域障礙物體示意圖。圖5為本光電探測裝置探測到前景區域障礙物體示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。由於如圖1所示的原理框圖中所涉及的光發射系統、光接收系統、發射接收同步 系統和電源系統中，除光接收系統之外的系統都採用本領域常規零件組裝，這裡只需對光 接收系統進行展開說明。如圖2所示，光接收系統包括光反射板與光電探測裝置9，後者包
4括光源4、光發射透鏡5、位置敏感光電接收器件6、光接收透鏡7以及電氣系統8。接收透 鏡7將各光反射板來的光聚焦在位置敏感光電接收器件6上，然後由電氣系統8進行處理。 從而實現巧妙地利用放置多個光反射板和位置敏感光電接收器，將工作區域從光電傳感器 到光反射板之間的整個大區域中分割出來。在大區域中出現、但沒有出現在工作區域的物 體從檢測的結果中將被剔除。
權利要求一種多個光反射板式抑制前後景光的光電探測裝置，包括光發射系統、光接收系統、電源系統、光源驅動系統、光電轉換系統、電信號放大系統、信號分析處理系統和電信號輸出系統，所述光發射系統包括光源(4)和光發射透鏡(5)，所述光接收系統包括光接收透鏡(7)，其特徵是所述光發射透鏡(5)的照射範圍內包括多個反射板，所述光接收系統包括位置敏感光電接收器件(6)。
專利摘要本實用新型涉及一種光電探測裝置，特別是一種採用多個反射板來抑制前後景光的光電探測裝置。該裝置能探測在預先設定的工作區域中出現的物體，而剔除工作區域以外的被檢測到的障礙物體。本裝置的組成包括光發射系統、光接收系統、電源系統、光源驅動系統、光電轉換系統、電信號放大系統、信號分析處理系統和電信號輸出系統。本裝置使用能檢測接收光點位置的光電接收器件，並通過對放置在特定位置的多個光反射板的位置進行預先標定。本裝置在探測被測物體時，通過分析探測出被物體遮擋住的特定的光反射板，從而探測出被測物體的所處的區域，達到抑制前後景光的作用。
文檔編號G01V8/14GK201749199SQ20102017046
公開日2011年2月16日 申請日期2010年4月23日 優先權日2010年4月23日
發明者徐育 申請人:無錫精工泰創科技有限公司